单片机课程教学改革实践论文(共3924字).doc

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1、单片机课程教学改革实践论文(共3924字)摘要：差异化教育是高等教育发展的一个趋势，独立学院要实现“应用型”培养目标，提高培养质量，简单复制母体学校做法并不适用。对电子信息类专业学生来讲，因单片机课程较强的综合性、实践性和在学科课程群中的重要地位，对提高学生知识应用和工程实践能力更具现实意义。笔者在总结多年教学实践基础上，逐渐探索出一套操作性强，行之有效的课程教学实践方法，希望对情况类似院校相关课程教学具有一定借鉴和参考价值。关键词：独立学院;应用型;单片机;教学改革实践一、引言作为贵州大学与社会力量合作举办的综合性全日制本科独立学院，贵州大学科技学院定位于着力培养本科应用型人才。这就要求学校

2、注重培养学生对知识的掌握和应用，具有较强实践能力，能适应行业需求，解决工程中的实际问题。因生源特殊性，我院学生在学习状态、自律性及目标追求上与母体学校学生间存在差异。要转变学生对待学习的态度，培养学习兴趣，吸引进课堂，增强动手和实践能力，提高培养质量，需针对学生的个性和特点，从有关课程教学方式着手进行改革探索寻找突破。在我院工学部开设的电子信息、计算机类专业学科课程群众多课程中，单片机是一门承上启下的重要专业课程。该课程涉及领域广，综合性、系统性、实践性强，发展更新快，应用广，相对其他课程更有利于促进相关专业学生知识向能力转化，提高动手实践能力，培养创新意识，对定位于培养“应用型”这一目标来说

3、较具现实意义。二、现状存在的主要问题与成因分析我院单片机课程通常在大三开设，先修课程众多。原有教学主要围绕单片机原理、指令系统、汇编程序设计、典型外围接口等内容展开。初期出于好奇，多数学生对课程兴趣浓厚。随着教学推进，前期基础薄弱的问题逐步暴露，学生感到困难和畏惧，学习变得被动。对独立学院学生采取传统方式教学，老师感到难教，学生也感到难学，教学效果自然较差。为应付考试拿到学分，学生仅凭死记硬背、生搬硬套。考完试就忘得差不多，谈不上知识的增长和能力的提高，与“应用型”目标相去甚远。分析原因，原有教学方式主要存在以下几方面问题。1.重理论轻实践。受继承性教学观念影响，传统上教学被认为是知识的传授和

4、继承，它重“学”不重“用”，重“结果”不重“过程”。教学活动中教师处于主导地位，教学过程注重理论知识讲授，强调知识的系统性、完整性。对知识的应用比较忽略，认为实验只是理论学习的补充，是对理论知识验证的过程。对独立学院学生来说过多枯燥理论教学安排，只会适得其反，令其产生厌学情绪。2.重原理轻应用。受过去母体学校教学方式影响，在教学内容上忽略授课对象层次。一开始就对单片机内部结构、寄存器组、存储空间组织、寻址方式、汇编指令等原理性知识不加区分进行细致讲授。接着又是汇编程序设计、典型外围接口电路等众多内容。受限于教学时数，对实际中的应用介绍明显不足，甚至略过，考试也偏向原理性知识。学完这门课程学生对

5、单片机仍感陌生，不知如何应用，具体能做什么，知识与应用脱节，只是为“学习”而学习。3.教学方法和手段不足。在以往教学中，教师通常依据教学内容从逻辑结构框图开始，从原理角度，利用PPT进行抽象讲解。再通过举例，借助标注说明的方式，静态地对系统的硬件工作、软件执行逐一分析，完全忽略学生的理解、接受能力和知识储备，讲授知识与实际应用脱节。由于前期课程相关知识掌握不扎实和学习习惯等因素，学生每节课都听得云里雾里，一片茫然，渐渐失去学习的兴趣和动力。4.实验教学与理论教学脱节，验证性内容过多，趣味性不强。单片机课程实践性很强，受实验条件和教学时数等因素制约，集中实验教学环节无法安排较多内容，综合性与设计

6、性项目极少。实验一般按实验箱附带指导书开展，与各校理论教学脱节、内容枯燥、缺乏趣味。虽做了实验，但学生对实验结果背后的电路工作原理、程序代码含义与功用、硬软件间的协同与联系，以及硬软件联合调试等仍不了解，谈不上去思考、去改进和在实际中应用。三、相关教学改革实践措施针对存在的问题，经过不断探索尝试和实践，逐渐摸索出一套符合我院实际情况，较行之有效的该课程教学方式，具体方法和措施如下。1.调整教学内容，以“应用”为主线，注重因材施教。首先从课程大纲着手，按照培养目标和规格要求，修订原有教学内容及要求，配套出版相应教材。将教学内容划为原理、硬件、软件、仿真几个主要单元。教学侧重由“原理”向“应用”倾

7、斜，注重知识完整性，同时强调知识的实用性和趣味性。具体做法是对“原理”部分适当弱化、降低要求，讲授过程中采取和关联课程对比的方法进行知识增量式教学，突出单片机“片内集成”这一重要特性。“硬件”部分围绕单片机片内集成的源展开，配合恰当示例进行讲解，再扩展延伸。硬件知识讲解先易后难、先简单后复杂。如讲解单片机I/O口时，先从LED、拨码开关等简单元器件着手，从LED熄灭控制、拨码开关状态判断，到利用这两种器件实现一个简易BCD码加减乘除计算器，然后再到键盘扩展、显示、A/D等较复杂的器件或接口电路。“软件”部分大幅降低实际使用较少的汇编语言学习要求，强化高级语言的学习和使用。重点放在编程思维、处理

8、算法、硬软件协同及联合调试上，在学生头脑中建立“系统”的概念。“仿真”部分则引入业界主流软件开发工具Keil和Proteus，根据实际教学情况进行实用性讲解。借助这两个软件，学生在电脑上就可随时随地对教学中的实例进行硬软件仿真、调试和验证。这些工具的恰当应用，能事半功倍提高教学和学习的效果。使学生直观感受到“知识”的含义，将枯燥乏味的知识变得生动，激发学生学习的热情，体会学习的乐趣。2.丰富教学方法和手段，重视与学生互动。具体教学方法上选择性地采取案例式、项目式等实践证明对本课程教学较为有效的方法，手段上突出计算机仿真技术在教学中的应用。教学过程中注重引导学生发现问题、分析问题、解决问题，将相

9、关知识融入一个个直观可见的示例中。例如在介绍“中断系统”这个重要知识时，通过给出一个利用单片机外中断进行计数的简单示例，仿真电路如下图所示。外中断计数仿真电路教学时，先演示让学生直观观察P1口“计数值”的变化；再通过启发，让学生列举生活中用到“计数”的场景；进入“场景”后，引导学生对问题思考：可采用哪些手段解决；再引入中断概念，概略介绍中断系统工作机制、有关SFR；接着通过仿真，分析解释系统硬软件工作过程，调试方法和步骤等。直观可见的教学方式，有利于加深学生对知识的理解，像SFR对中断系统的影响这类抽象知识，借助仿真技术能形象生动展现。最后提出要求，要学生课后思考改进。教学中多与学生交流互动，

10、发现不足，及时调整授课内容、方式和节奏，不能只顾追赶教学进度，忽视学生的理解接受能力。3.优化实验教学，合理安排项目，分层次多形式开展，注重知识的趣味性。与理论教学配合，课程实验被分为基础、扩展、综合设计三个层次。难度由低到高，对知识的要求从基础到综合、从单一到全面。基础实验针对单片机基本片内接口资源，扩展实验与单片机常用典型外围接口有关，综合设计实验是对前述实验内容的综合扩展应用，涉及多个片内资源和多种接口，能更好提高学生知识应用能力和水平。对不同程度学生，每个实验项目后都有新的问题和要求，鼓励学生进行改进、扩展，甚至改变原设计思路和方案。为解决教学时数与实验场地的制约，实验采取集中与分散的

11、方式。在课表规定的时段，以集中方式开展，其余时间则在开放实验室或寝室分散进行，鼓励学生“从做中学”。针对以往实验存在的问题，在实验箱硬件基础上通过二次开发，重新设计项目，增强实验的趣味性和实用性。如“键盘实验”设计为简易电子密码锁，“显示实验”设计为电子秒表等诸如此类。实验时先仿真，对硬软件熟悉后，再进行实物实验。先“虚”后“实”的做法能加深学生理解，更有助于对知识的掌握和内化，同时减少实验设备损耗。4.与创新实践有机结合。因单片机课程的特点，在教育部主办的“电子设计大赛”“智能汽车竞赛”等学科专业竞赛和课外科技活动中一直扮演重要角色。这些活动有利于提升学生知识综合运用能力和水平，培养学生的工

12、程意识、创新精神，及团队协作能力。为此我院很重视和支持学生参与，设立了“电子设计”“智能汽车”等开放实验室，配备老师进行指导，并在创新学分上给予认定，激励学生参与意愿。四、结束语独立学院学生有自己的个性和特点，对此需转变观念，从实情出发，不断改革探索。这些年我院学生参与的一些学科专业赛事取得了令人鼓舞的成绩，累计荣获“电子设计大赛”全国一等奖1项，“智能汽车竞赛”全国总决赛二等奖2项及西部分赛区一、二、三等奖若干的佳绩，获得贵州省教育厅、贵州大学的多次表彰。从侧面反映本课程教学改革所取得的成效，学生知识应用水平和实践技能有了显著提高。通过对相关专业学生近几年的毕业论文/设计选题统计发现，许多学生选择单片机应用有关方向课题，表明多数学生对该课程的教学比较认同，颇感兴趣。诚然在教改过程中，也发现许多问题和不足，鞭策我们今后仍需深化改革和完善。第 7 页 共 7 页